追蹤大氣中的“隱形鐵”：氣溶膠中的可溶性鐵 | 卓越亮點(diǎn)

原文發(fā)表于 《科技導(dǎo)報(bào)》2025年第20期科技新聞-卓越亮點(diǎn)

追蹤大氣中的“隱形鐵”：氣溶膠中的可溶性鐵

圖片來源：攝圖網(wǎng)

可溶性鐵，這一看似微不足道的元素，正在連接起氣候變化、海洋生態(tài)與人類健康的復(fù)雜鏈條。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）環(huán)境學(xué)院孔少飛團(tuán)隊(duì)聯(lián)合湖北省大氣復(fù)合污染研究中心，在《地球科學(xué)》發(fā)表綜述論文，總結(jié)了源排放大氣氣溶膠中可溶性鐵的理化特性、形成機(jī)制與排放清單構(gòu)建方法，為改進(jìn)氣候和大氣化學(xué)模型提供了關(guān)鍵支撐。

大氣氣溶膠中的可溶性鐵能夠調(diào)控海洋浮游植物的生長(zhǎng)，對(duì)全球碳循環(huán)與氣候具有深遠(yuǎn)影響。過去人們普遍認(rèn)為海洋鐵主要來自沙塵輸入，而最新研究發(fā)現(xiàn)，人為燃燒源——包括燃煤、工業(yè)排放和生物質(zhì)燃燒——在全球海洋可溶性鐵沉降中貢獻(xiàn)可達(dá)20%~80%。這些鐵顆粒不僅能吸收太陽(yáng)輻射、改變大氣能量平衡，還能通過光化學(xué)反應(yīng)生成強(qiáng)氧化性物質(zhì)，促進(jìn)二次氣溶膠形成，從而影響空氣質(zhì)量與人體健康。

研究團(tuán)隊(duì)梳理發(fā)現(xiàn)，鐵的“溶解性”是決定其環(huán)境效應(yīng)的核心變量。低pH的酸性環(huán)境、富含有機(jī)酸的氣溶膠、細(xì)粒徑顆粒和低溫燃燒過程，均能顯著提升鐵的可溶性。其中，含硫或富氧條件可加速鐵礦物轉(zhuǎn)化為離子態(tài)，使其更易被生物利用。同時(shí)，小粒徑氣溶膠中的可溶性鐵可在大氣中停留更久、傳輸更遠(yuǎn)，成為遠(yuǎn)洋生態(tài)系統(tǒng)的重要“營(yíng)養(yǎng)通道”。

研究還揭示了一個(gè)關(guān)鍵問題：目前國(guó)際通用的鐵排放清單多基于早期有限觀測(cè)數(shù)據(jù)，未充分考慮燃料類型、燃燒溫度及粒徑分布等差異，導(dǎo)致模型模擬結(jié)果偏低。為此，研究團(tuán)隊(duì)建議建立統(tǒng)一的飛灰浸出實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，完善燃燒源可溶性鐵的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，從而支撐更精準(zhǔn)的全球鐵沉降與氣候模型計(jì)算。

（來源于中國(guó)科技期刊卓越行動(dòng)計(jì)劃入選期刊：《地球科學(xué)》，2025，50（9））

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